CN103412521B - 混砂车自动控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了混砂车自动控制系统，它包括带显示屏控制面板、控制器、参数采集系统和控制执行机构，参数采集系统包括混合筒液位传感器、排出压力传感器、砂密度传感器和添加剂密度传感器，控制执行机构包括吸入液压马达、管汇排出液压马达、输砂液压马达和添加剂液压马达，四个液压马达的油口均通过电磁阀与液压泵相通，控制器通过线路连接带显示屏控制面板、电磁阀、混合筒液位传感器、排出压力传感器、砂密度传感器和添加剂密度传感器。本发明的有益效果是：适用于各种恶劣环境，操作简单，性能可靠，全自动控制作业，降低了工人的劳动强度，提高了工作效率；实现所有数据的实时汇总和分析，控制准确、高效、实时性好，保证了作业人员安全。

Description

混砂车自动控制系统

技术领域

本发明涉及石油钻井设备技术领域，特别是混砂车自动控制系统及其控制方法。

背景技术

混砂车主要用于加砂压裂作业中将液体和支撑剂、添加剂按一定比例均匀混合，可想施工中的混砂车以一定压力马达送不同砂比、不同黏度的压裂液进行压裂作业，使用于大、中型油井压裂、酸化施工作业。现有的混砂车存在生产数据采集不及时、不全面以及自动控制功能不完善的问题。现有控制系统传输距离近，传输数据少，不能及时观察监控到现场工作情况，尽管每台混砂车上都有相应的状态及故障指示仪表，但只能供一线操作人员读取，数据监测、采集工作量大。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种操作简单、性能可靠、提高工作效率的混砂车自动控制系统及其控制方法。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：混砂车自动控制系统，它包括带显示屏控制面板、控制器、参数采集系统和控制执行机构，所述的参数采集系统包括用于监测混合筒内液位高度的混合筒液位传感器、用于监测排出泵出口压力的排出压力传感器、用于监测砂密度的砂密度传感器和用于监测添加剂密度的添加剂密度传感器，所述的控制执行机构包括吸入液压马达、管汇排出液压马达、输砂液压马达和添加剂液压马达，所述的四个液压马达分别通过液压油路连接有与之对应的液压泵，所述的四个液压马达的油口均通过电磁阀与液压泵相通，控制器的输出端与每个电磁阀的控制端相连；控制器还通过线路连接带显示屏控制面板、混合筒液位传感器、排出压力传感器、砂密度传感器和添加剂密度传感器。

它还包括一个远程控制计算机，控制器通过有线或无线通讯网络连接远程控制计算机。

所述的有线或无线采用以太网传输协议。

混砂车自动控制系统的控制方法，它包括以下步骤：

S1、通过带显示屏控制面板设定液位高度、砂密度、添加剂密度和排出泵出口压力；

S2、混合筒液位传感器将测量的混合筒的液位高度传输至控制器，控制器输出控制信号至吸入液压马达对应的电磁阀，从而控制由液压马达驱动的吸入泵的转速；

S3、砂密度传感器将测量的混合筒内液体的砂密度输送至控制器，控制器输出控制信号至输砂液压马达对应的电磁阀，从而控制由输砂液压马达驱动的绞龙的转速；

S4、添加剂密度传感器将测量的混合筒内液体的添加剂密度输送至控制器，控制器输出控制信号至添加剂液压马达对应的电磁阀，从而控制由添加剂液压马达驱动的添加剂泵的转速；

S5、排出压力传感器将测量的排出泵出口压力输送至控制器，控制器输出控制信号至管汇排出液压马达对应的电磁阀，从而控制由管汇排出液压马达驱动的排出泵的转速。

本发明具有以下优点：本发明适用于各种恶劣环境，操作简单，性能可靠，全自动控制作业，大大降低了工人的劳动强度，提高了工作效率，作业质量有保障；实现所有数据的实时汇总和分析，控制准确、高效、实时性好，保证了作业人员安全；既可本地监控又能远程监控，在混砂车本地的操作人员和在远程控制计算机处的操作人员均可以及时、准确地监测实时工况数据或调整运行状态，在远程控制计算机处的操作人员可同时监控多台与该远程控制计算机通过有线或无线通讯网络连接降的混砂车，相比现有技术，极大地降低了监控难度、提高了监控效率；本发明可以设定运行参数，使混砂车自动稳定运行；具有方便控制、监控数据集中、控制距离远的优点。

附图说明

图1为本发明的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的描述，本发明的保护范围不局限于以下所述：

如图1所示，混砂车自动控制系统，它包括带显示屏控制面板、控制器、参数采集系统和控制执行机构，所述的参数采集系统包括用于监测混合筒内液位高度的混合筒液位传感器、用于监测排出泵出口压力的排出压力传感器、用于监测砂密度的砂密度传感器和用于监测添加剂密度的添加剂密度传感器，所述的控制执行机构包括吸入液压马达、管汇排出液压马达、输砂液压马达和添加剂液压马达，所述的四个液压马达分别通过液压油路连接有与之对应的液压泵，所述的四个液压马达的油口均通过电磁阀与液压泵相通，控制器的输出端与每个电磁阀的控制端相连；控制器还通过线路连接带显示屏控制面板、混合筒液位传感器、排出压力传感器、砂密度传感器和添加剂密度传感器。四个液压泵的输入轴分别通过分动箱与发动机相连。

它还包括一个远程控制计算机，控制器通过有线或无线通讯网络连接远程控制计算机，通过该远程控制计算机可以读取监测数据或对混砂车进行调控。

所述的有线或无线采用以太网传输协议。

混砂车自动控制系统的控制方法，它包括以下步骤：

S1、通过带显示屏控制面板设定液位高度、砂密度、添加剂密度和排出泵出口压力；

S2、混合筒液位传感器将测量的混合筒的液位高度传输至控制器，控制器根据设定液位高度和当前液位高度计算出吸入泵的转速及该转速下与吸入液压马达对应的电磁阀的开度，然后输出控制信号至吸入液压马达对应的电磁阀，从而控制由液压马达驱动的吸入泵的转速；

S3、砂密度传感器将测量的混合筒内液体的砂密度输送至控制器，控制器根据设定砂密度、当前砂密度和吸入泵的转速计算出绞龙转速及该转速下与输砂液压马达对应的电磁阀的开度，然后输出控制信号至输砂液压马达对应的电磁阀，从而控制由输砂液压马达驱动的绞龙的转速；

S4、添加剂密度传感器将测量的混合筒内液体的添加剂密度输送至控制器，控制器根据设定添加剂密度、当前添加剂密度和吸入泵的转速计算出添加剂泵的转速及该转速下与添加剂液压马达对应的电磁阀的开度，然后输出控制信号至添加剂液压马达对应的电磁阀，从而控制由添加剂液压马达驱动的添加剂泵的转速；

S5、排出压力传感器将测量的排出泵出口压力输送至控制器，控制器根据设定排出泵出口压力和当前排出泵出口压力计算出排出泵的转速及该转速下与管汇排出液压马达对应的电磁阀的开度，然后输出控制信号至管汇排出液压马达对应的电磁阀，从而控制由管汇排出液压马达驱动的排出泵的转速。

Claims (1)

1.混砂车自动控制系统，其特征在于：它包括带显示屏控制面板、控制器、参数采集系统和控制执行机构，所述的参数采集系统包括用于监测混合筒内液位高度的混合筒液位传感器、用于监测排出泵出口压力的排出压力传感器、用于监测砂密度的砂密度传感器和用于监测添加剂密度的添加剂密度传感器，所述的控制执行机构包括吸入液压马达、管汇排出液压马达、输砂液压马达和添加剂液压马达，所述的四个液压马达分别通过液压油路连接有与之对应的液压泵，所述的四个液压马达的油口均通过电磁阀与液压泵相通，控制器的输出端与每个电磁阀的控制端相连；控制器还通过线路连接带显示屏控制面板、混合筒液位传感器、排出压力传感器、砂密度传感器和添加剂密度传感器；它还包括一个远程控制计算机，控制器通过有线或无线通讯网络连接远程控制计算机；所述的有线或无线采用以太网传输协议；

采用所述的混砂车自动控制系统的控制方法，包括以下步骤：

S1、通过带显示屏控制面板设定液位高度、砂密度、添加剂密度和排出泵出口压力；

S2、混合筒液位传感器将测量的混合筒的液位高度传输至控制器，控制器根据设定液位高度和当前液位高度计算出吸入泵的转速及该转速下与吸入液压马达对应的电磁阀的开度，然后输出控制信号至吸入液压马达对应的电磁阀，从而控制由液压马达驱动的吸入泵的转速；

S3、砂密度传感器将测量的混合筒内液体的砂密度输送至控制器，控制器根据设定砂密度、当前砂密度和吸入泵的转速计算出绞龙转速及该转速下与输砂液压马达对应的电磁阀的开度，然后输出控制信号至输砂液压马达对应的电磁阀，从而控制由输砂液压马达驱动的绞龙的转速；

S4、添加剂密度传感器将测量的混合筒内液体的添加剂密度输送至控制器，控制器根据设定添加剂密度、当前添加剂密度和吸入泵的转速计算出添加剂泵的转速及该转速下与添加剂液压马达对应的电磁阀的开度，然后输出控制信号至添加剂液压马达对应的电磁阀，从而控制由添加剂液压马达驱动的添加剂泵的转速；

S5、排出压力传感器将测量的排出泵出口压力输送至控制器，控制器根据设定排出泵出口压力和当前排出泵出口压力计算出排出泵的转速及该转速下与管汇排出液压马达对应的电磁阀的开度，然后输出控制信号至管汇排出液压马达对应的电磁阀，从而控制由管汇排出液压马达驱动的排出泵的转速。